משרד המלחמה
DOW-UAP-D129, AAWSAP DIRD, ספינטרוניקה מתכתית, מרץ 2010
DOW-UAP-D129_AAWSAP-DIRD-Metallic-Spintronics-March-23-2010.pdf
תצוגות מהעמודים הראשונים של המסמך · בקובץ אין תמונה / רישום / קטע עיתונות.
// אין תצוגות מקדימות
הקובץ אינו מכיל תוכן ויזואלי שזוהה (תמונה / קליפינג / רישום). תוכן המסמך זמין דרך ה-OCR למטה ובהורדת המקור.
// מה תמצאו כאן?
// תקציר רשמי
מסמך זה הוא מסמך עזר מודיעיני ביטחוני (DIRD), פורמט עזר טכני שבו השתמשה סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA) כדי לתעד ידע בסיסי בנושא מסוים לשימוש אנליטי עתידי. מוטב להבין מסמכי DIRD כתוצרי עזר וסינתזה ולא כמחקר מקורי. זהו אחד מ-38 מסמכי DIRD שהופקו במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSAP) בין 2009 ל-2011. מאחר שהיקפה של AAWSAP התיר מגוון רחב של נושאים תומכים, לא כל מסמך DIRD בסדרה עוסק ישירות במערכות תעופה וחלל או בהערכת איומים עתידיים. הסיכום שלהלן משקף את היקף ה-DIRD ואת המסגרת שבה הוצג בעת כתיבתו, ואין לקרוא אותו כמרמז על תיקוף עכשווי של הרעיונות הנדונים. DIRD זה סוקר ספינטרוניקה מתכתית, ענף באלקטרוניקה השואף להשתמש הן במטען החשמלי והן בספין המגנטי של אלקטרונים כדי לאחסן, לגלות ולעבד מידע, וטוען כי התחום עשוי להוביל להתקנים מהירים יותר, חסכוניים יותר בהספק ועמידים יותר לקרינה מאשר אלקטרוניקת מוליכים-למחצה קונבנציונלית. הדו"ח מתמקד בשתי תופעות עיקריות: התנגדות מגנטית ענקית (GMR), המאפשרת לקרוא מצבים מגנטיים באמצעות שינויים בהתנגדות החשמלית, ומומנט העברת ספין (STT), המאפשר לזרמים חשמליים לשנות את המצבים המגנטיים הללו. ה-DIRD סוקר את הפיזיקה שבבסיסן, את העבודה הניסיונית שהייתה זמינה אז ואת היישומים האפשריים בזיכרון, בחיישנים, במתנדים ובהתקני לוגיקה. המסמך מתייחס לספינטרוניקה המתכתית כתחום מבטיח, ובה בעת מדגיש כי רבים מהיישומים המתקדמים יותר שהוצעו בו עדיין דורשים פיתוח נוסף משמעותי. בוצעו השמטות כדי להגן על זהות עדי ראייה, מיקומי מתקנים ממשלתיים, או מידע פוטנציאלית רגיש על אתרים צבאיים שאינם קשורים ל-UAP. לא בוצעו השמטות בקבצים שפורסמו תחת הנחיית הנשיא טראמפ בנוגע למידע על טבעם או קיומם של מפגשים שדווחו כ-UAP או תופעות נלוות.
הצגת המקור באנגלית
// תוכן המסמך — תרגום
ספינטרוניקה מתכתית
הוכן על ידי:
אגף תמיכת רכש (DWO-3)
משרד ההתרעה הביטחוני
מנהלת הניתוח
סוכנות המודיעין הביטחוני (DIA)
מחבר:
AAP Person 71
הערה מנהלית
אזהרת זכויות יוצרים: אין היתר להפצה נוספת של התצלומים בפרסום זה.
מוצר זה הוא אחד מסדרת דוחות טכנולוגיה מתקדמת שהופקו בשנת הכספים 2009 במסגרת תוכנית יישומי מערכות נשק תעופתיות-חלליות מתקדמות (AAWSA) של משרד ההתרעה הביטחוני בסוכנות המודיעין הביטחוני. הערות או שאלות הנוגעות למסמך זה יש להפנות אל AAP Person 1, מנהל תוכנית AAWSA, סוכנות המודיעין הביטחוני, לידי: CLAR/DWO-3, בניין 6000, וושינגטון.
תוכן העניינים — איורים
איור 1. ברב-שכבה מגנטית, כמה שכבות אטומיות של חומר מגנטי מתחלפות עם שכבות של חומר לא-מגנטי — 1
איור 2. התנגדות רב-שכבה מגנטית R כפונקציה של השדה המגנטי — 2
איור 3. התנגדות דיפרנציאלית dV/dI של מגע נקודתי מכני כפונקציה של…
איור 6. מומנטי כוח הפועלים על מומנט מגנטי בשדה מגנטי ובהשפעת…
איור 9. תמונות מיקרוסקופיית רנטגן סורקת בהעברה (STXM) — 10
איור 12. תרשים סכמטי של גאומטריית המגע הנקודתי לדגם — 15
ספינטרוניקה מתכתית
1. מבוא
הקצב המהיר של ההתקדמות בתעשיית המחשבים במהלך 40 השנים האחרונות התבסס על מזעור שבבים ורכיבי מחשב אחרים. אולם מזעור נוסף ניצב בפני אתגרים רציניים — למשל, פיזור הספק גבוה והולך. כדי לשמור על הקצב, על התעשייה לחרוג משיפורים הדרגתיים ולאמץ טכנולוגיות חדשות לחלוטין. צמחה טכנולוגיה ננומטרית מבטיחה המכונה ספינטרוניקה (מונח חדש שפירושו "אלקטרוניקה מבוססת-ספין"). ספינטרוניקה עוסקת בתפקידו של ספין האלקטרון בפיזיקה של מצב מוצק. חוקרי הספינטרוניקה שואפים לפתח דור מהפכני חדש של התקנים אלקטרוניים המבוססים על ספין האלקטרונים בנוסף למטענם. בהתקנים ספינטרוניים המידע נישא לא על ידי מטען האלקטרון, כמו בשבבים קונבנציונליים, אלא על ידי הספין הפנימי שלו. שינוי הספין של אלקטרון מהיר יותר ודורש פחות הספק מאשר הזזתו. לכן, אם תימצא דרך אמינה לשלוט בספינים ולתמרן אותם, התקנים ספינטרוניים יוכלו להציע מהירויות עיבוד נתונים גבוהות יותר, צריכת חשמל נמוכה יותר ויתרונות רבים נוספים על פני שבבים קונבנציונליים, ואולי אף את היכולת לבצע חישובים קוונטיים חדשים לחלוטין.
ספינטרוניקה במערכות פרומגנטיות בנויה על מערכת משלימה של תופעות, שבהן התצורה המגנטית של המערכת משפיעה על תכונות ההולכה שלה, ולהפך. תופעות ההתנגדות המגנטית הענקית (GMR) (מקורות 1, 2) ומומנט העברת הספין (STT) (מקורות 3–5) מדגימות קשרי גומלין כאלה ברב-שכבות המורכבות משכבות פרומגנטיות (F) ולא-מגנטיות (N). הפיזיקה והיישומים…
+ // המקור באנגלית
// Excerpt (first ~3,000 chars)
Metallic Spintronics
Prepared by:
Acquisition Support Division (DW0-3)
Defense Warning Office
Directorate for Analysis
Defense Intelligence Agency
Author:
AAP Person 71
Administrative Note
COPYRIGHT WARNING: Further dissemination of the photographs In this publication Is not a.uthorlzed.
This product is one in a series of advanced technology reports produced in FY 2009
under the Defense Intelligence Agency, Defense Warning Office's Advanced Aerospace
Weapon System Applications (AAWSA) Program. Comments or questions pertaining to
this document should be addressed to!AAP Person 1
I AAWSA Program
Manager, Defense Intelligence Agency, ATTN: CLAR/DW0-3, Bldg 6000, Washington,
ii
Contents
Figures
Figure 1. In a Magnetic Multilayer, Several Atomic Layers of Magnetic Material
Alternate With Layers of Nonmagnetic Material ...................................... 1
Figure 2. Resistance of a Magnetic Multilayer R Versus Magnetic Field .................. 2
Figure 3. Differential Resistance dV/dI of a Mechanical Point Contact as a Function
Figure 6. Torques on a Magnetic Moment in a Magnetic Field and Subject to an
Figure 9. Scanning Transmission X-ray Microscopy Images ................................. 10
Figure 12. Schematic of Point Contact to Sample Geometry ................................. 15
iii
Metallic Spintroni·cs
1. Introduction
The rapid pace of progress in the computer industry over the past 40
years has been based on the miniaturization of chips and other
computer components. Further miniaturization, however, faces
serious challenges-for example, increasingly high power dissipation.
To continue on pace, the industry must g,o beyond incremental
improvements and embrace radically new technologies. A promising
nanoscale technology known as spintronics (a neologism for "spin
based electronics"} has emerged. Spintronics refers to the role an
electron spin plays in solid-state physics. Spintronics researchers
aim to develop a revolutionary new class of electronic devices based
on the spin of electrons in addition to the charge. In spintronic
devices, information is carried not by the electron's charge, as in
conventional microchips, but by the electron's intrinsic spin.
Changing the spin of an electron is faster and requires less power
than moving it. Therefore, if a reliable way could be found to control
and manipulate spins, spintronic devices could offer higher data
processing speeds, lower electricity consumption, and many other
advantages over conventional chips, perhaps including the ability to
carry out radically new quantum computations.
Spintronics in ferromagnetic systems is built on a complementary
set of phenomena in which the magnetic configuration of the system
influences its transport properties and vice versa. Giant
magnetoresistance (GMR} (Reference 1, 2} and spin-transfer-torque
(STT} (Reference 3-5} phenomena exemplify such interconnections
in multilayers composed of ferromagnetic (F} and nonmagnetic (N)
layers. The physics and app…
// Full OCR
// עוד ממהדורה 06